JPH08122345A - 磁気検出装置および信号判別装置 - Google Patents

磁気検出装置および信号判別装置

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JPH08122345A
JPH08122345A JP6278571A JP27857194A JPH08122345A JP H08122345 A JPH08122345 A JP H08122345A JP 6278571 A JP6278571 A JP 6278571A JP 27857194 A JP27857194 A JP 27857194A JP H08122345 A JPH08122345 A JP H08122345A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
level
output signal
switching element
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP6278571A
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English (en)
Inventor
Hideo Seki
英男 関
Toshiyuki Mieno
敏幸 三重野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホール素子の出力信号を電源電位または接地
電位からシフトさせ、故障時と正常時とにおける信号レ
ベルの判別を容易にする。 【構成】 ホール素子1の出力信号は増幅回路3で増幅
されてFET4のゲートに入力される。FET4のドレ
インおよび電源VDD間にはダイオード5が設けられ、F
ET4のソースおよび接地間にはダイオード7が設けら
れる。負荷抵抗6と前記ドレインとの間から出力端子が
引き出される。FET4ガオンのときにはダイオード7
の順方向電圧降下分だけ接地電位より高いローレベル信
号が出力信号Sとして取り出される。また、FET4が
オフのときにはダイオード5の順方向電圧降下分だけ電
源電位より低いハイレベル信号が出力信号Sとして取り
出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気検出装置および信号
判別装置に関するものであり、特に、歯車やラックなど
の移動体の動きを磁気的に検出する装置、および該装置
による異常時と正常時との信号を判別する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】歯車や回転軸などの回転体、ならびにラ
ックやプランジャなどの往復動体の動作、例えば回転
(往復動)方向や回転数(往復動速度)を検出する装置
として、これら回転体や往復動体(以下「移動体」とい
う)の動作に応じて正弦波状の交流波形を発生する検出
素子を、移動体表面に設けられた永久磁石または磁性体
などの検出用部材の移動軌跡に沿って、磁気的に順次こ
れと結合するように配置したものが知られている。例え
ば、前記検出素子を測定対象の回転体の回転軌跡に沿っ
て位相を90°異ならせて2つ配置し、これら2つの検
出素子の出力の発生順序に基づいて、あるいは2つの検
出素子の出力差の極性と各検出素子の出力極性との相互
関係に基づいて前記回転体の回転方向を判別する装置が
知られている(特開平2−140679号公報)。な
お、ここでいう検出素子はホール素子などの磁電素子で
ある。
【0003】歯車の回転を検出するための磁気検出装置
の一般的な信号処理について図5を参照して説明する。
同図において、ホール素子1は例えば図示しない歯車の
歯先円に沿って予定のギャップをあけて配置されてい
る。そして、前記歯車が回転すると歯車の歯のピッチに
応じて、ホール素子と歯車との距離による磁気結合の強
弱に相応した正弦波状の信号aを出力する。該正弦波状
の信号aは信号処理IC2に入力されて波形整形され、
最終的に矩形波信号bを出力する。該構成の磁気検出装
置は、例えば自動車のエンジン周りに配置されて使用さ
れることがあり、その出力信号はハーネスによって遠隔
の制御装置に送信される。前記ホール素子1および信号
処理IC2等はICパッケージとして一体化されること
が多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記磁気検出装置で
は、断線等の故障により、正常な信号が得られなくなる
場合がある。例えば、前記ICパッケージから制御装置
までの信号線の断線、ICパッケージと信号線との半田
付け部のはずれ、あるいはICパッケージ内のICと端
子とをつなぐワイヤボンドのはずれ等である。なお、I
C内部の断線は経験的にはほとんど起こり得ないと考え
られているため、本発明では特に問題とはしない。
【0005】上述のような断線が発生すると、前記信号
処理IC2の出力信号つまり矩形波信号は、断線箇所に
よってハイレベルまたはローレベルのいずれかに固定さ
れる。ところが、このようにハイレベルまたはローレベ
ルのいずれかに信号が固定されるのは、故障時のみなら
ず、歯車など被検出体の回転や往復動が停止していると
きも同様である。つまり、従来の磁気検出装置では、磁
気検出装置の故障か移動体の停止かを、その出力信号の
みに基づいては区別できないという問題点があった。
【0006】なお、出力信号線を2本引き出し、一方が
ハイレベルのとき他方はローレベルとなり、一方がロー
レベルのときは他方がハイレベルとなるように回路構成
し、両者が同レベルの信号になったときには故障が発生
したと判断するようにすることが考えられる。しかし、
この方法では、ハーネスが1本余計に必要となり、かつ
回路規模も大型化するという問題点がある。
【0007】本発明は、上記課題を解決し、出力信号の
みによって磁気検出装置の故障か測定対象の停止かの判
別を行うことができる磁気検出装置および信号判別装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、磁電素子と、前記磁電素
子の出力信号のレベルに応じてオン・オフするスイッチ
ング素子と、前記スイッチング素子のオフ時には前記出
力信号を供給電源電圧よりも第1の予定値だけ低い値に
変換させて出力する第1のレベル変換回路、およびオン
時には前記出力信号を接地レベルよりも第2の予定値だ
け高い値に変換させて出力する第2のレベル変換回路の
少なくとも一方とを具備した点に第1の特徴がある。
【0009】また、本発明は、磁電素子と、供給電源お
よび接地間に設けられ、前記磁電素子の出力信号レベル
の変化に応じてオン・オフするスイッチング素子と、前
記スイッチング素子の正側に設けられた負荷抵抗と、前
記供給電源および負荷抵抗間に順方向に接続された第1
のダイオードおよび該ダイオードのカソードに接続され
た接地抵抗、ならびに前記スイッチング素子の負側に接
続された第2のダイオードのいずれか一方と、前記スイ
ッチング素子および負荷抵抗の接続点に設けられた出力
端子とを具備した点に第2の特徴がある。
【0010】また、本発明は、入力信号のレベルを検出
する手段と、検出されたレベルが供給電源電位もしくは
接地電位、またはこれら以外のいずれであるかを判別す
るレベル判別手段とを具備し、該レベル判別手段によ
り、前記入力信号が供給電源電位もしくは接地電位であ
ると判別されたときに故障信号を出力するように構成し
た点に第3の特徴があり、さらに前記入力信号が前記第
1または第2の特徴を有する発明によって得られたもの
である点を第4の特徴とする。
【0011】
【作用】第1の特徴を有する本発明では、磁電素子の出
力信号のレベルが供給電源電圧レベルよりも低く、接地
レベルよりも高くなるようにレベル変換される。また、
第2の特徴を有する本発明では、スイッチング素子のオ
ンのときには該スイッチング素子の負側に接続されたダ
イオードの順方向電圧降下に相当する電位だけ接地レベ
ルよりも高い出力信号が得られ、スイッチング素子がオ
フのときには該スイッチング素子の正側に接続されたダ
イオードの順方向電圧降下に相当する電位だけ供給電源
電圧レベルよりも低い出力信号が得られる。このよう
に、第1または第2の特徴を有する本発明では、信号レ
ベルが供給電源電圧レベルまたは接地レベルに固定され
る故障状態と、正常状態とで出力信号レベルに差異を設
けることができる。
【0012】また、第3および第4の特徴を有する本発
明では、入力信号に関して、故障および正常状態のいず
れに対応する信号レベルかが判別され、故障状態に対応
するレベルの出力信号が検出された場合に故障信号が出
力される。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る磁気検出装置の回路
図である。図1において、ホール素子1の一方の電流端
子1aは駆動電源VDDに接続され、他方の電流端子1b
は接地されている。また、ホール素子1の出力端子1c
はオペアンプなどで構成される増幅回路3の入力側に接
続され、さらに該増幅回路3の出力側はFET4のゲー
トに接続されている。該増幅回路3の電源はホール素子
1の駆動電源VDDと共用されている。駆動電源VDDとF
ET4のドレインとの間にはダイオード5および負荷抵
抗6が直列に接続されていて、FET4のソースと接地
間にはダイオード7が接続されている。また、前記ダイ
オード5のカソードは抵抗8を介して接地されている。
そして、FET4のドレインおよび負荷抵抗6の接続点
の電位が出力信号Sとして図示しない制御装置に取り出
される。
【0014】次に、上記構成の磁気検出装置の動作を説
明する。ホール素子1に作用する磁気の大きさつまり磁
気結合の強弱によって増幅回路3の出力信号つまりFE
T4のゲート電圧のレベルは高低に変化する。該ゲート
電圧がスレッシュホールド値以下ではFET4はオン状
態であり、ゲート電圧がスレッシュホールド値を超える
とFET4はオフ状態となる。このFET4のオン・オ
フにより、出力信号Sとしては矩形波信号が得られる。
【0015】前記出力信号Sの電位について図2の等価
回路を参照して説明する。図2(a)はFET4がオフ
状態のときの回路であり、抵抗5aはダイオード5の順
方向抵抗に相当する。この場合の出力信号Sは供給電圧
に対して抵抗5aによる電圧降下Vfだけ低い値とな
る。一方、図2(b)はFET4がオン状態のときの回
路であり、抵抗7aはダイオード7の順方向抵抗に相当
する。この場合の出力信号Sは接地電位に対して抵抗7
aによる電圧降下Vfに相当する電位だけ高い値とな
る。例えば、ショットキーダイオードを使用した場合、
0.4ないし0.6ボルトの電圧降下Vfがある。
【0016】図3は出力信号Sの波形図であり、ホール
素子1を、歯車の歯先円から予定のギャップをあけて配
置し、該歯車の回転状態を出力信号Sとして取り出す場
合の例である。図3において、出力信号Sは歯車の回転
に応じて、規則的に高低する信号である。歯車が停止し
た状態では、その停止位置に応じて出力信号Sはハイレ
ベル「H」またはローレベル「L」に固定される。図3
では、出力信号Sがローレベルに固定されたときの停止
状態(図中の符号R)を示している。一方、断線による
故障が発生した場合、断線箇所によって出力信号Sは供
給電圧VDDまたは接地レベルGNDに固定される。図3
では、断線により出力信号Sが接地レベルGNDに固定
された状態(図中の符号T)を示している。
【0017】このように、本実施例では、出力信号Sの
ハイレベルを供給電圧VDDより予定値だけ低く設定し、
ローレベルを接地レベルGNDより予定値だけ高く設定
した。したがって、歯車などの移動体が停止したとき
と、磁気検出装置が故障したときとで、それぞれ異なる
値で出力信号Sが固定する。なお、供給電圧VDDおよび
接地レベルGNDに対する出力信号Sのハイレベルおよ
びローレベルの差をさらに大きくしたい場合にはダイオ
ード5または7を必要な数だけ直列に接続すればよい。
【0018】上述の磁気検出装置の出力信号Sを制御装
置に取り込むことによって、被検出移動体の回転状態を
検出できるとともに、故障の判別を行うこともできる。
制御装置に含まれる故障判別部は、例えば、次のように
構成すればよい。図4は故障判別部を含む制御装置の要
部機能ブロック図である。同図において、磁気検出装置
の出力信号Sは信号判別部9に入力される。信号判別部
部9は出力信号Sが供給電圧VDDもしくは接地レベルG
NDか、またはそれ以外の値かを判別する。そして、出
力信号Sが供給電圧VDDもしくは接地レベルGNDであ
れば、信号s1を出力し、それ以外の値ならば信号s2
を出力する。信号s1は故障表示部10に供給され、該
故障表示部10は該信号s1に応答してLCDなどのデ
ィスプレイ11に故障表示をさせたり、故障を示す表示
灯12を点灯させたりする。一方、信号s2は信号処理
部13に供給され、該信号処理部13は、回転数検出や
回転方向検出などの予定の検出処理を実行する。なお、
該制御装置は、CPUやROM,RAM等からなる周知
のマイクロコンピュータで構成することができる。
【0019】なお、本実施例では、より広範囲での断線
による故障を検知できるように、出力信号Sのハイレベ
ル側およびローレベル側を、それぞれ供給電圧VDDおよ
び接地レベルGNDからシフトさせた。しかし、特定箇
所の断線のみを判別できればよいような用途では、必ず
しも本実施例の構成をとる必要はなく、出力信号Sのハ
イレベル側およびローレベル側のいずれか一方を、それ
ぞれ供給電圧VDDおよび接地レベルGNDからシフトさ
せるようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1および請求項2の発明によれば、故障状態では供給電
源電圧レベルまたは接地レベルに出力信号が固定され、
正常状態ではそれ以外の電圧レベルの出力信号が得られ
るので、例えば、この出力信号のみを監視することによ
って正常および以上の区別を容易に行うこどかできる。
【0021】また、請求項3および請求項4の発明によ
れば、故障および正常状態のいずれに対応する信号レベ
ルかが判別され、故障状態に対応するレベルの出力信号
が検出された場合に故障信号が出力される。その結果、
出力信号のレベルによって断線などの故障を容易に検知
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る磁気検出装置の回路図
である。
【図2】 磁気検出装置の要部等価回路図である。
【図3】 磁気検出装置の出力信号を示す波形図であ
る。
【図4】 本発明の実施例に係る信号判別装置の要部機
能を示すブロック図である。
【図5】 一般的な磁気検出装置の信号処理系統図であ
る。
【符号の説明】
1…ホール素子、 3…増幅回路、 4…FET、
5,7…ダイオード、 9…信号判別部、 10…故障
表示部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定移動体の磁性部分と磁気的に結合
    されるように配置され、前記磁性部分との磁気的結合の
    強弱に相応したレベルの信号を出力する磁電素子と、 前記磁電素子の出力信号のレベルに応じてオン・オフす
    るスイッチング素子と、 前記スイッチング素子のオフ時には前記出力信号を供給
    電源電圧よりも第1の予定値だけ低い値に変換させて出
    力する第1のレベル変換回路、およびオン時には前記出
    力信号を接地レベルよりも第2の予定値だけ高い値に変
    換させて出力する第2のレベル変換回路の少なくとも一
    方とを具備したことを特徴とする磁気検出装置。
  2. 【請求項2】 被測定移動体の磁性部分と磁気的に結合
    されるように配置され、前記磁性部分との磁気的結合の
    強弱に相応したレベルの信号を出力する磁電素子と、 供給電源および接地間に設けられ、前記磁電素子の出力
    信号レベルの変化に応じてオン・オフするスイッチング
    素子と、 前記スイッチング素子の正側に設けられた負荷抵抗と、 前記供給電源および負荷抵抗間に順方向に接続された第
    1のダイオードおよび該ダイオードのカソードに接続さ
    れた接地抵抗、ならびに前記スイッチング素子の負側に
    接続された第2のダイオードのいずれか一方と、 前記スイッチング素子および負荷抵抗の接続点に設けら
    れた出力端子とを具備したことを特徴とする磁気検出装
    置。
  3. 【請求項3】 入力信号のレベルを検出する手段と、 検出されたレベルが供給電源電位もしくは接地電位、ま
    たはこれら以外のいずれであるかを判別するレベル判別
    手段とを具備し、 該レベル判別手段により、前記入力信号が供給電源電位
    もしくは接地電位であると判別されたときに故障信号を
    出力するように構成したことを特徴とする信号判別装
    置。
  4. 【請求項4】 前記入力信号が、請求項1または2の磁
    気検出装置から供給される信号であることを特徴とする
    請求項3記載の信号判別装置。
JP6278571A 1994-10-19 1994-10-19 磁気検出装置および信号判別装置 Pending JPH08122345A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314388A (ja) * 2000-05-10 2001-11-13 Toshiba Corp 生体磁気計測装置
KR100356202B1 (ko) * 1999-10-21 2002-10-18 현대자동차주식회사 차속센서 이상유무 진단방법

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